CH12 三相异步电动机的异常运行

1第十二章三相异步电动机的异常运行2第一节三相异步电动机在非额定电压下的运行第二节三相异步电动机在非额定频率下的运行第三节三相异步电动机在不对称电源电压下运行第四节三相异步电动机电源缺相时的运行本章主要内容3异步电动机运行时，一般都满足额定运行条件，但生产实际中也常会遇到一些非正常情况，如电源电压不是额定电压，电源频率不是额定频率，电动机带单相负载，电源一相断线，发生两相短路或是单相对地短路等，都将使电动机处于非正常运行状态，即异常运行状态。概述41、电机电源电压主要影响电机哪些运行参数？电源电压高于电机额定电压，电机能否稳定运行？低于额定电压呢？电磁转矩，转速，励磁参数，励磁电流，功率因数，效率等。5第一节异步电动机在非额定电压下的运行实际电压与额定电压之差不超过对电动机运行是允许的，否则对电动机运行有较大影响。%5电动机转矩与电压平方成正比，电源电压降低，可能带不动负载，引起电机发热等。非额定电压下运行需考虑：主磁通变化引起电机饱和程度的改变，对激磁电流，效率，功率因数等的影响。61.电源电压额定电压，即1NUU电源电压↓→感应电动势↓，主磁通↓，励磁电流↓→铁耗↓。负载一定，主磁通↓→转差率↑→转子电流↑，转子漏抗↑→转子铜耗↑。111114.44wmUEfNk7轻载：转子电流和转子铜耗较小，定子电流励磁分量起主要作用。电源电压↓→励磁电流↓→定子电流↓→定子功率因数↑。同时，轻载时，铁耗起主要作用，效率略有提高。结论：电动机轻载时，端电压降低对电动机运行有利，它使功率因数和效率提高。实际中，可将正常运行时三角形联接的定子绕组在轻载时改成星形联接，以改善功率因数和提高效率。1.电源电压额定电压，即1NUU8额定负载：转子电流较大，端电压降低时，转差率和转子电流增大，定子电流负载分量起主要作用，定子电流随转子电流增大而增大。转差率增大，转子功率因数和定子功率因数降低。负载较大时，虽然磁通减小使铁耗有所降低，但铜耗随电流的平方增加，起主要作用，电机效率随铜耗的增加而减低。结论：重载时端电压降低对电机运行不利。1.电源电压额定电压，即1NUU9•负载转矩为额定，电压降低使定、转子电流大于额定值，引起绕组发热，效率降低和功率因数变坏。•规定：电动机在额定负载下运行时，电压波动不能超过±5%额定电压。•电动机有低压保护，电网电压过低时，自动切除电机电源。1.电源电压额定电压，即1NUU102.电源电压额定电压，即1NUU111cos,,,,NmmFeCuUUIIpp电机饱和程度温升此时，必须减小负载运行。实际电压高于额定电压，主磁通增加，磁路饱和程度增大，即使磁通增加不多，励磁电流也大大增加，功率因数降低，铁心损耗随磁通增加而增加，效率下降，温升提高。11第二节异步电动机在非额定频率下的运行有时由于发电量不足或电网发生故障，电网频率可能变化。若频率变化不超过额定值的±1%，对电动机运行不会造成严重影响。但如果频率偏差太大，则影响电动机的运行。12不考虑定子绕组漏阻抗压降时，可认为：111114.44wmUEfNk即，保持电源电压不变，，也就是说，主磁通与频率成反比。11mUf11mf第二节异步电动机在非额定频率下的运行13mUf频率小于额定频率时f1→x1=2fL1→mImpFe，s不变，则n1→n=(1-s)n1，转子x2=2sfL1。''222''22()cuEIpRjxs，不变14'21IIIm1211cos,，不多，，，，ppnpppImFemcucuNmstTTKXRRfTfTmax'2'2'2121max11另频率小于额定频率时15主磁通增大，铁心饱和程度增加，励磁电流增大很快，定子电流也增大，铁耗和铜耗均增大，引起功率因数和效率降低。同时，电动机转速下降，使电机通风冷却条件变差，温升提高。结论：电源频率小于额定频率时，电动机必须减小负载，使电机在轻载下运行，防止电机过热。频率小于额定频率16不考虑定子绕组漏抗压降，有：111111114.44wmmNmUfNkUfUUconstf，，与频率成反比电网频率高于额定频率，主磁通↓，励磁电流↓，定子电流↓，转速↑，对电动机功率因数，效率和通风冷却有改善，对电机运行有利。频率高于额定频率17第三节异步电动机在不对称电源电压下运行分析方法：对称分量法。只需分解为正序和负序分量，由于异步电动机定子绕组为星形无中线或三角形接法，所以电机内不存在零序电压、零序电流和零序磁通。18对称正序电流→正序旋转磁动势→正序感生电流→正向电磁转矩，正序转差率为：FT11nnssn负序磁场反转，转速为，负序转差率为：1n1111111122nnnnnnnssnnnn第三节异步电动机在不对称电源电压下运行19在负序等效电路中，经折算后转子等效电阻为。由于负序阻抗较小，负序电流较大，使不对称运行的铜耗增加，效率降低，并可能引起电机过热。另外，负序转矩为制动转矩，将使电机出力减小。可见，电动机在不对称情况下运行时，性能变差，实际运行时，不允许电动机三相电流出现严重的不对称。22rs第三节异步电动机在不对称电源电压下运行20第四节异步电动机电源缺相时的运行电机正常运行时，三相交流电源通入三相对称绕组，有三相平衡电流，产生圆形旋转磁场。当三相电源缺相或断相时，称为三相异步电机的断相运行或缺相故障。21图12－2三相异步电动机的缺相第四节异步电动机电源缺相时的运行22断相运行是不对称运行的极端情况，由于负序分量的存在使电机的运行性能变差。额定负载下断相时，断相后存在负序转矩，将发生停机事故；如果电机最大转矩大于负载转矩，电机仍可继续运行，但转速降低，定子和转子电流增大，电机温升升高，若长时间则可能烧坏电机。若是空载或轻载下断相，转速下降不多，断相稳态电流也不大。第四节异步电动机电源缺相时的运行23异步电机部分内容结束谢谢！